TUGAS AKHIR ANALISIS KEBUTUHAN LEBAR PITA WIRELESS LOCAL AREA NETWORK ACCESS POINT (WLAN-AP) DENGAN METODE ADAPTIVE BANDWIDTH

TUGAS AKHIR ANALISIS KEBUTUHAN LEBAR PITA WIRELESS LOCAL AREA NETWORK ACCESS POINT (WLAN-AP) DENGAN METODE ADAPTIVE BANDWIDTH O L E H TIFFANY TOBING 030402013

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

Tiffany Tobing : Analisis Kebutuhan Lebar Pita Wireless Local Area Network Access Point (WLAN-AP)…, 2007 USU Repository © 2008

ANALISIS KEBUTUHAN LEBAR PITA WIRELESS LOCAL AREA NETWORK ACCESS POINT (WLANAP) DENGAN METODE ADAPTIVE BANDWIDTH Oleh :

TIFFANY TOBING 030402013

Disetujui oleh : Pembimbing,

Ir. SIHAR P. PANJAITAN, MT

NIP. 131945815

Diketahui oleh: Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Prof.Dr.Ir. USMAN S.BAAFAI NIP : 130365322 DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007 Tiffany Tobing : Analisis Kebutuhan Lebar Pita Wireless Local Area Network Access Point (WLAN-AP)…, 2007 USU Repository © 2008

ABSTRAK Wireless LAN merupakan salah satu aplikasi pengembangan wireless untuk komunikasi data. Salah satu perangkat yang digunakan dalam WLAN adalah Access Point. Access Point adalah perangkat wireless yang berguna untuk menyambungkan jaringan kabel (wired) dan jaringan nirkabel (wireless). Dalam tugas akhir ini, topologi WLAN yang digunakan adalah topologi ESS (Extended Service Set), dimana komputer-komputer dalam sebuah jaringan terhubung melalui Access Point. Ketika banyak Access Point dihubungkan ke ADSL, kabel modem dan lain-lain, sejumlah pertambahan dihubungkan melalui koneksi jaringan yang berkecepatan tinggi, yang dimungkinkan dengan penanganan bandwidth penuh dari Access Point. Link komunikasi data yang digunakan dalam Access Point dibatasi dua bagian yaitu lower dan upper adaptive bandwidth. Adaptive bandwidth dianalisa dalam bentuk penambahan linear dari fungsi informasi yang sebenarnya. Analisa yang dilakukan membandingkan dua Access Point yang berbeda dilihat dari sisi uplink maupun downlink. Melalui perhitungan dapat diperoleh perbandingan IP Payload dengan Adaptive Bandwidth dari masing-masing Access Point.


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dan Maha Kasih atas berkat dan lindungan yang diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Sarjana yang berjudul “Analisis Kebutuhan Lebar Pita Wireless Local Area Network Access Point (WLAN-AP) dengan Metode Adaptive Bandwidth” Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat akademis untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Selama masa kuliah sampai masa penyelesaian Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dengan ketulusan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Kedua Orangtua yang penulis kasihi M.H.L Tobing dan Lisharia E. Simamora yang selalu memberikan dukungan, perhatian, doa, disiplin dan kesabaran yang tak henti-hentinya selama hidup penulis. 2. Bang Enop, Bang Effran & Mbak Kris, Kak Maya dan Damaris yang telah memberikan perhatian dan dukungan extra selama ini. 3. Bapak Prof. DR. Ir. Usman Ba’afai dan Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT., selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Ir. Sihar P. Panjaitan, MT selaku Dosen Pembimbing dalam penelitian ini serta Dosen Wali penulis yang senantiasa memberikan bimbingan selama


menjalani perkuliahan Ir. Mustafrind Lubis, terima kasih karena telah memberikan bimbingan dan motivasi selama ini. 5. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 6. Staf

pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara yang telah membantu penulis dalam urusan administrasi. 7. Teman –teman di Departemen Teknik Elektro USU angkatan 2003 yang selalu berbagi suka dan duka dengan penulis. Terima kasih telah menjadi keluarga yang baik selama ini. 8. Semua orang yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak luput dari kekurangankekurangan, baik dari segi tatanan kalimat maupun dari segi ilmiah yang dikerjakan. Untuk itu, dengan terbuka penulis menerima saran dan kritik untuk perbaikan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, November 2007 Penulis,

Tiffany Tobing


DAFTAR ISI

ABSTRAK .............................................................................................................i KATA PENGANTAR.......................................................................................... ii DAFTAR ISI......................................................................................................... iv DAFTAR GAMBAR............................................................................................ viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ x

BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ......................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah.................................................................................2 1.3 Tujuan Penulisan...................................................................................2 1.4 Batasan Masalah ...................................................................................2 1.5 Metode Penulisan..................................................................................3 1.6 Sistematika Penulisan ...........................................................................3

BAB II LOCAL AREA NETWORK (LAN)..........................................................5 2.1 Umum ...................................................................................................5 2.2 Konsep Lapisan.....................................................................................7 2.3 Model Referensi OSI ............................................................................9 2.3.1 Lapis Fisik..............................................................................11 2.3.2 Lapis Data Link......................................................................12 2.3.3 Lapis Jaringan ........................................................................14


2.3.4 Lapis Transport......................................................................14 2.3.5 Lapis Sesi ...............................................................................15 2.3.6 Lapis Presentasi .....................................................................16 2.3.7 Lapis Aplikasi ........................................................................17 2.4 Standar Local Area Network .................................................................18 2.5 Topologi LAN.......................................................................................19 2.5.1 Topologi Bus..........................................................................19 2.5.2 Topologi Cincin .....................................................................20 2.5.3 Topologi Bintang ...................................................................21 2.6 Media Access Control (MAC) ..............................................................22 2.6.1 CSMA/CD (Ethernet) ............................................................22 2.6.2 Token .....................................................................................22 2.6.2.1 Token Bus .................................................................23 2.6.2.2 Token Ring................................................................23 2.7 Perangkat LAN .....................................................................................24 2.7.1 Server .....................................................................................24 2.7.2 Terminal (workstasion) ..........................................................25 2.7.3 Kartu Jaringan (Network Interface Card) ..............................25 2.7.4 Kabel dan Konektor ...............................................................25 2.7.5 Hub.........................................................................................26 2.7.6 Bridge.....................................................................................26 2.7.7 Switch.....................................................................................27 2.7.8 Router.....................................................................................27


BAB III WIRELESS LOCAL AREA NETWORK (WLAN) ...............................28 3.1 Umum ...................................................................................................28 3.2 Standar Wireless LAN .........................................................................29 3.2.1 IEEE 802.11 ...........................................................................31 3.2.2 IEEE 802.11a .........................................................................32 3.2.3 IEEE 802.11b .........................................................................33 3.2.4 IEEE 802.11g .........................................................................34 3.3 Topologi Wireless LAN ........................................................................35 3.3.1 Independent Basic Service Set (IBSS) ...................................36 3.3.2 Extended Service Set (ESS)....................................................36 3.4 Media Access Control (MAC) ..............................................................37 3.5 Infrastruktur Wireless LAN ..................................................................40 3.5.1 Server .....................................................................................40 3.5.2 Switch/Hub .............................................................................40 3.5.3 Access Point ...........................................................................41 3.5.4 Wireless Adapter....................................................................42 3.5.5 Bridge.....................................................................................43 3.5.6 Pigtail.....................................................................................43 3.6 Model Link Access Point ......................................................................44 3.6.1 Model Paket Tunggal .............................................................45 3.6.2 Teknik Paket Tunggal ............................................................46 3.6.3 Model Pasangan Paket (Packet Pair Model) .........................49


3.7 Previous Work.......................................................................................51 3.7.1 Formula Waktu Layanan........................................................53

BAB IV WIRELESS LAN ACCESS POINT DENGAN ADAPTIVE BANDWIDTH ....................................................55 4.1 Umum ...................................................................................................55 4.2 Model Link............................................................................................56 4.3 Antrian Paket Berpasangan (Packet Pair Queuing) .............................57 4.4 Link Access Point dengan Bandwidth yang Bervariasi ........................58 4.5 Perhitungan Adaptive Bandwidth..........................................................61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................64 5.1 Kesimpulan ...........................................................................................64 5.2 Saran .....................................................................................................64

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................65

DAFTAR GAMBAR


Gambar 2.1

Konsep Lapisan.............................................................................. 8

Gambar 2.2

Model Lapisan OSI ........................................................................ 10

Gambar 2.3

Lapis Fisik...................................................................................... 12

Gambar 2.4

Lapis Data Link.............................................................................. 13

Gambar 2.5

Lapis Jaringan ............................................................................... 14

Gambar 2.6

Lapis Transport.............................................................................. 15

Gambar 2.7

Lapis Sesi ....................................................................................... 16

Gambar 2.8

Lapis Presentasi.............................................................................. 17

Gambar 2.9

Lapis Aplikasi ................................................................................ 17

Gambar 2.10 Hubungan Referensi OSI dan LAN IEEE...................................... 18 Gambar 2.11 Topologi Bus.................................................................................. 19 Gambar 2.12 Topologi Cincin ............................................................................. 20 Gambar 2.13 Topologi Bintang ........................................................................... 21 Gambar 3.1

Standar IEEE 802.11 dalam Model OSI ........................................ 31

Gambar 3.2

Topologi Independent Basic Service Set (IBSS)............................ 36

Gambar 3.3

Topologi Extended Service Set (ESS) ............................................ 37

Gambar 3.4

Format MAC Frame untuk IEEE 802.11 ....................................... 38

Gambar 3.5

Prinsip Kerja CSMA/CA ............................................................... 39

Gambar 3.6

Konfigurasi Jaringan Wireless LAN .............................................. 41

Gambar 3.7

Access Point ................................................................................... 42

Gambar 3.8

Wireless Adapter ............................................................................ 43

Gambar 3.9

Tsunami MP.11 Model 2411 ......................................................... 43


Gambar 3.10 Pigtail............................................................................................. 44 Gambar 3.11 Model Paket Tunggal ..................................................................... 46 Gambar 3.12 Bandwidth dengan Pendekatan Linier............................................ 47 Gambar 3.13

Link Bottleneck ............................................................................. 50

Gambar 3.14

Model Sistem Access Point........................................................... 51

Gambar 3.15

Model Detail Access Point ............................................................ 53

Gambar 4.1

Model WLAN Access Point untuk Downlink ............................... 56

Gambar 4.2

Grafik Adaptive Bandwidth Downlink .......................................... 63

Gambar 4.3

Grafik Adaptive Bandwidth Uplink................................................ 63

DAFTAR TABEL


Tabel 3.1

Perbandingan Standar Wireless LAN ............................................... 35

Tabel 4.1

Hasil Perhitungan pada WavePOINT II (AP1) ................................ 62 dan AP 2000 (AP2)

BAB I


PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Perkembangan Wireless Local area Network (WLAN) semakin luas. Hal ini

dapat dilihat dari semakin suksesnya pemasaran produk IEEE 802.11b. User tertarik pada konektivitas jaringan tanpa harus bergantung pada perangkat fisik seperti kabel. Perkembangan ini secara langsung berdampak pada pertambahan Access Point

dari WLAN yang menghubungkan pengguna WLAN dengan Internet

backbone. Oleh karena itu, sekarang ada banyak kemungkinan pertambahan Access Point sebagai salah satu node pada jalur internet. Mengingat adanya kebutuhan ini maka dibutuhkan penanganan bandwidth penuh dari Access Point 802.11b. Dari model WLAN Access Point yang telah ada, dapat ditunjukkan fungsi Access Point

sebagai jalur komunikasi dengan bandwidth yang bervariasi.

Performansi Access Point dapat diketahui dengan lebih jelas jika link yang digunakan adalah link dengan adaptive bandwidth dibatasi dengan 2 (dua) batas yaitu lower dan upper adaptive bandwidth. Model link Access Point membantu untuk mengerti lebih lanjut performansi dari WLAN Access Point, terutama ketika melihat suatu keadaan seperti node yang terpisah pada sebuah jalur. Mengenai hal ini, Access Point akan terlihat dan berlaku seperti link dengan kecepatan yang berubah bergantung pada ukuran paket. Adaptive bandwidth dari sebuah WLAN Access Point berhubungan dengan IP payload (fungsi informasi yang sebenarnya) dari sebuah paket. Analisanya


menunjukkan bahwa adaptive bandwidth menambah bagian kecil dari paket secara linear.

1.2

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa

permasalahan antara lain : 1. Bagaimana prinsip kerja dari sebuah Access Point ? 2. Model apa yang digunakan untuk menganalisa Access Point pada WLAN ? 3. Bagaimana hubungan antara IP payload dengan adaptive bandwidth? 4. Bagaimana perhitungan bandwidth pada WLAN Access Point dengan metode adaptive bandwidth ?

1.3

Tujuan Penulisan Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk mendapatkan bandwidth dari

Access Point sebagai suatu alat yang memiliki peranan penting dalam komunikasi data, downlink maupun uplink dengan membandingkan dua Access Point.

1.4

Batasan Masalah Untuk menghindari pembahasan yang terlalu meluas, maka penulis akan

membatasi pambahasan tugas akhir ini. Adapun yang menjadi pembatasan masalah adalah sebagai berikut : 1. Membahas analisa bandwidth pada WLAN Access Point dengan adaptive bandwidth.


2. Dalam menganalisa link, antrian yang digunakan FIFO (First In First Out) 3. Kasus yang ditinjau hanya dari sisi Ethernet ke WLAN atau sebaliknya. 4. Model link yang dianalisa mengacu pada model link yang telah ada. 5. Tidak membahas dari sisi WLAN ke WLAN. 6. Tidak membahas komunikasi data secara mendetail 7. Tidak membahas perangkat WLAN secara mendalam. 8. Tidak membahas buffer pada jaringan..

1.5

Metode Penulisan Metode penulisan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai

berikut: 1. Studi literatur, yaitu menelaah buku-buku dan jurnal-jurnal referensi yang berkaitan dengan permasalahan. 2. Studi analisis, yaitu menganalisis adaptive bandwidth antara dua Access Point Lucent WavePOINT II dan Lucent AP 2000 dan menampilkan grafik antara adaptive bandwidth dan IP payload. 3. Menggunakan Simulasi untuk menampilkan hasil perhitungan numerik dalam menganalisis karakteristk adaptive bandwidth. Simulasi menggunakan perangkat lunak Matlab Simulator.

1.6

Sistematika Penulisan Materi penulisan dalam tugas akhir ini diurutkan dalam lima bab yang

diuraikan sebagai berikut :


BAB I

: PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan sebagai gambaran umum pembahasan secara keseluruhan.

BAB II

: LOCAL AREA NETWORK (LAN) Bab ini berisi Pengertian dan Prinsip Dasar LAN, Model Referensi Protokol LAN dan Topologi yang digunakan.

BAB III : WIRELESS LOCAL AREA NETWORK Bab ini berisi uraian mengenai standar, topologi, maupun infrastruktur WLAN. Selain itu, juga disajikan model link yang digunakan pada Access Point.

BAB IV : WLAN ACCESS POINT DENGAN ADAPTIVE BANDWIDTH Bab ini berisi model link yang digunakan dalam percobaan perhitungan bandwidth dengan menyajikan antrian pasangan paket dan penurunan rumus penghitungan bandwidth untuk model link yang digunakan.

BAB V

: PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari tugas akhir ini dan saran dari penulis.


BAB II LOCAL AREA NETWORK (LAN)

2.1

Umum Jaringan komputer adalah sekelompok komputer otonom yang saling

berhubungan antara satu dengan lainnya menggunakan protokol komunikasi melalui media komunikasi sehingga dapat berbagi informasi, program-program, penggunaan bersama perangkat keras seperti printer, hard disk, dan sebagainya. Selain itu jaringan komputer bisa diartikan sebagai kumpulan sejumlah terminal komunikasi yang berada di berbagai lokasi yang terdiri dari lebih satu komputer yang saling berhubungan. Hubungan antara komputer-komputer membutuhkan sebuah medium yang digunakan untuk mentransport data. Hal yang paling umum untuk menghubungkan komputer-komputer adalah melalui penggunaan kabel elektrik atau kabel optik yang dikenal sebagai media terbatas ( bounded media ). Istilah terbatas ( bounded ) digunakan, selama energi yang digunakan untuk bertukar data masih di dalam medium itu sendiri. Jaringan komputer lokal digunakan untuk menghubungkan simpul berada di daerah yang tidak terlalu jauh dengan radius 100 m – 200 m, tergantung jenis kabel penghubung yang digunakan. Kecepatan transfer data pada jaringan lokal ini sudah relatif tinggi yaitu antara 1-100 Mbps atau sekitar 125.000-12.500.000 karakter per detik sehingga sudah dapat mendukung distribusi data grafis.


Teknologi jaringan lokal berkembang dengan pesat dewasa ini sehingga secara umum jaringan dapat dikelompokkan dalam berbagai kategori berdasarkan kecepatan trnasmisi datanya, yaitu : 1. Jaringan komputer berkecepatan rendah Kecepatan transmisi data pada jaringan ini lebih kecil dari 1 Mbps, biasanya ditetapkan untuk percobaan di laboratorium. 2. Jaringan komputer berkecepatan sedang Kecepatan transmisi data pada jaringan ini berkisar antara 1-20 Mbps dan biasanya diterapkan untuk lingkungan perkantoran dengan skala kecil sampai menengah. Contoh teknologi jaringan komputer lokal untuk teknologi adalah Ethernet berkecepatan 10 Mbps yang dikembangkan oleh Xerax. 3. Jaringan komputer berkecepatan tinggi Kecepatan transmisi data jaringan ini lebih dari 20 Mbps, biasanya diterapkan untuk lingkungan perkantoran dengan skala besar yang menempati gedung bertingkat atau suatu kawasan. Disamping itu, data yang ditransmisikan tidak hanya berupa teks melainkan juga meliputi data grafis. Adapun teknologi jaringan komputer lokal untuk kategori ini adalah FDDI, ATM, Fast Ethernet. 4. Jaringan komputer berkecepatan sangat tinggi Kecepatan transmisi data jenis ini mencapai 1 Gbps. Teknologi ini digunakan untuk mendukung transmisi data di lingkungan perkantoran berskala besar dan data yang ditransmisikan meliputi data grafis, audio dan video. Adapun


teknologi untuk kategori ini adalah Gigabit Ethernet, yang kompatibel dengan teknologi Ethernet dan Fast Ethernet.

2.2

Konsep Lapisan Di dunia ini dikenal dua standar penting dalam komunikasi data, yaitu OSI

(Open System Interconnection) dan TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Kedua standar ini membuat hierarki jaringan berbentuk lapisanlapisan. Pemisahan ke dalam bentuk lapisan-lapisan ini berguna untuk mengurangi kompleksitas dalam merancang protokol-protokol jaringan. Konsep lapisan ini diperlihatkan pada Gambar 2.1. Dengan menggunakan konsep lapisan ini, tiap-tiap lapisan seolah-olah langsung berkomunikasi dengan lawan bicaranya pada lapisan yang sama pada host yang berlainan, pada Gambar 2.1 hal ini ditunjukkan dengan garis putus-putus. Akan tetapi sebenarnya informasi dialirkan dari lapisan yang berada di atas kepada lapisan yang berada di bawahnya. Selanjutnya ketika informasi tersebut sampai pada lapisan terbawah, barulah informasi tersebut dikirimkan ke tujuan. Setelah sampai ke host tujuan aliran informasi bergerak dari lapisan terbawah ke lapisan teratas. Pada Gambar 2.1 hal ini ditunjukkan dengan garis tebal.


Gambar 2.1 Konsep lapisan Sebuah analogi untuk komunikasi dengan menggunakan konsep lapisan ini adalah pengiriman pesan antara dua kepala negara yang berbicara dengan bahasa yang berbeda, misalnya kepala negara Jepang dengan kepala negara Indonesia. Untuk dapat saling berkomunikasi, kedua kepala negara tersebut harus menggunakan layanan dari penterjemah. Kedua penterjemah dari kedua negara tersebut haruslah menggunakan suatu bahasa yang sama, yang disepakati antara kedua penterjemah tersebut, misalnya bahasa Inggris. Untuk itu penterjemah dari Jepang akan menterjemahkan pesan kepala negara Jepang ke dalam bahasa Inggris. Selanjutnya ia akan memberi pesan tersebut kepada sekretaris untuk dikirimkan ke Indonesia. Sang sekretaris selanjutnya mengirimkan pesan tersebut dengan menggunakan mesin fax. Sesampainya pesan tersebut ke Indonesia, sekretaris akan


mneyerahkan pesan tersebut ke penterjemah untuk diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia yang untuk selanjutnya diserahkan kepada kepala negara Indonesia. Dari analogi di atas terlihat bahwa lapisan-lapisan tersebut tidak perlu mengetahui bagaimana kerja suatu lapisan dalam memproses suatu informasi selama ia menyediakan suatu antarmuka yang dapat digunakan lapisan tersebut. Misalnya apabila kedua penterjemah sepakat untuk menggunakan bahasa Spanyol, ataupun misalnya sang sekretaris mengirimkan pesan tersebut dengan menggunakan email, informasi tersebut tetap akan terkirim dan hal ini tidak mengganggu kerja dari lapisan lainnya. Kemudian dari analogi di atas dapat juga dilihat bahwa untuk dapat berkomunikasi, protokol yang digunakan suatu lapisan pada host pengirim haruslah sama dengan protokol yang digunakan lapisan yang sama pada host tujuan. Hal ini dapat terlihat dari analogi di atas yaitu sekretaris dari kedua negara haruslah samasama menggunakan mesin fax agar informasi dapat sampai ke tujuan.

2.3

Model Referensi OSI Dalam dua dekade belakangan ini telah berkembang berbagai jenis jaringan

komunikasi data. Setiap jaringan dibangun dengan menggunakan hardware dan software yang berbeda, sehingga menimbulkan kesulitan berkomunikasi antara jaringan

yang

dikarenakan

masing-masing

jaringan

menggunakan

cara

berkomunikasi yang berbeda. Maka untuk mengatasi masalah ini International Standarization

Organization

(ISO)

memperkenalkan

model

Open

Systems

Interconnection (OSI) pada tahun 1984, dengan tujuan agar setiap jaringan dapat


saling berkomunikasi dengan menggunakan suatu model yang dikenal bersamasama. OSI adalah suatu model acuan yang berfungsi menjembatani komunikasi antar jaringan, dimana model OSI terdiri dari tujuh lapisan yang susunannya sudah baku, dimana setiap lapisan menggambarkan suatu fungsi khusus dalam jaringan komunikasi data. Model OSI digambarkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Model 7 Lapisan OSI [1] Model OSI bersifat hirarkis dan memiliki keuntungan dan keunggulan seperti model layer lain. Tujuan utama semua model tersebut, terutama model OSI adalah untuk memungkinkan jaringan-jaringan yang menggunakan alat-alat dari vendor yang berbeda dapat bekerja sama. Beberapa keunggulan menggunakan layer OSI antara lain : 1. Memungkinkan vendor membuat alat-alat jaringan yang standar.


2. Memungkinkan bermacam-macam perangkat keras dan perangkat lunak untuk bisa saling berkomunikasi. 3. Mencegah perubahan di satu layer mempengaruhi layer lainnya sehingga permasalahan seperti ini tidak menghambat. 4. Memenuhi kebutuhan pemakai masa kini maupun masa yang akan datang. Model referensi OSI memiliki tujuh lapisan seperti Gambar 2.3, dimana prinsip yang harus digunakan pada ketujuh lapisan adalah sebagai berikut [1] : 1. Setiap lapisan memiliki fungsi dan proses yang berbeda. 2. Fungsi setiap lapisan dipilih berdasarkan penetapan protokol yang telah memenuhi standar internasional. 3. Sebuah lapisan harus dibuat bila diperlukan tingkat abstraksi yang berbeda. 4. Batas lapisan harus ditentukan agar dapat meminimalkan arus informasi yang melewati Interface. 5. Jumlah lapisan diusahakan seminimal mungkin sehingga arsitektur jaringan tidak menjadi sulit dipakai.

2.3.1 Lapis Fisik Lapis fisik berfungsi untuk menentukan karakteristik dari kabel yang digunakan untuk menghubungkan komputer dengan jaringan. Selain itu berfungsi unuk mentransfer dan menentukan cara bit-bit dikodekan, menangani interkoneksi fisik (kabel), mekanikal, electrical, prosedural yaitu dimana kabel, konektor dan spesifikasi pensinyalan didefinisikan. Gambar 2.3 memperlihatkan lapis fisik.


Gambar 2.3 Lapis Fisik [2]

2.3.2

Lapis Data Link Lapis data link adalah pengelola pengiriman hop-ke-hop (atau node-ke-node).

Istilah pengiriman hop-ke-hop adalah untuk menjelaskan pergerakan dari satu peralatan yang terhubung dengan peralatan yang lain. Koneksi antara dua hop disebut sebuah link. Lapis data link

bertanggung jawab untuk memandu paket

melalui link. Dengan perkataan lain, lapis data link adalah manajer pengiriman lainnya setelah lapis transport dan lapis jaringan. Lapis data link juga melakukan proses framing, yaitu proses mempaketkan data untuk dikirimkan dari satu hop ke yang berikutnya. Sebuah paket yang datang dari lapis jaringan dimasukkan ke dalam sebuah frame dengan label yang baru. Label tersebut berisikan alamat hop sebelumnya dan alamat hop selanjutnya. Alamatalamat ini berbeda dari alamat-alamat pada lapis jaringan. Alamat-alamat ini disebut alamat-alamat fisik.


Tanggung jawab lainnya dari lapis data link sebagai manajer pengiriman level terendah adalah untuk memastikan bahwa sebuah frame tiba di hop selanjutnya aman dan selamat. Gambar 2.4 memperlihatkan lapis data link.

Gambar 2.4 Lapis data link [2] Lapis data link ini terdiri dari dua sub lapis yaitu : 1. MAC (Media Access Control) Mendefinisikan bagaimana paket ditempatkan di media. Ketentuan di sub layer MAC adalah yang datang duluan akan dilayani lebih dulu, dimana setiap permintaan akan mendapatkan bandwidth yang sama. 2. LLC (Logical Link Control) Bertanggung jawab untuk mengidentifikasi protokol-protokol lapis jaringan dan kemudian melakukan enkapsulasi terhadapnya.

Header LLC

memberitahukan ke lapis data link tentang apa yang perlu dilakukan terhadap paket, begitu frame diterima. Cara kerjanya yaitu , host akan menerima sebuah frame dan mencari ke dalam header LLC untuk mencari kemana


tujuan paket itu. LLC juga menyediakan flow control dan pengurutan bit kontrol.

2.3.3

Lapis Jaringan Lapis jaringan bertanggungjawab untuk merutekan paket ke tujuan yang

seharusnya. Pengendalian operasi subnet dan mengatasi semua masalah yang ada pada jaringan sehingga memungkinkan jaringan-jaringan yang berbeda bisa saling terinterkoneksi. Lapis ini juga memaketkan data dan menambahkan sepasang alamat. Sepasang alamat ini adalah alamat global yang khas yang mengidentifikasikan baik komputer tujuan dan komputer asal. Gambar 2.5 memperlihatkan lapisan jaringan.

Gambar 2.5 Lapis Jaringan [2]

2.3.4

Lapis Transport Lapis ini berfungsi untuk menerima data dari lapis sesi, memecah data

menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, meneruskan data ke lapis jaringan, dan menjamin semua potongan data tersebut bisa tiba di sisi penerima dengan benar. Lapis transport juga menentukan jenis layanan untuk lapis sesi dan pada gilirannya


jenis layanan bagi para pemakai jaringan. Lapis transport menyediakan koneksi endto-end (ujung ke ujung) diantara komputer-komputer. Memastikan ketiga lapis terendah bekerja dengan benar serta menyediakan aliran data yang transparan dan logis antara pengguna akhir (end user) dengan jaringan yang dipilihnya. Merupakan lapis yang menyediakan layanan bagi user lokal. Bertugas untuk menciptakan frame, dan menggabungkannya kembali. Gambar 2.6 memperlihatkan lapis transport.

Gambar 2.6 Lapis transport [2]

2.3.5

Lapis Sesi Lapis sesi mengizinkan para pengguna untuk menetapkan sesi dengan

pengguna lainnya. Sebuah sesi selain memungkinkan transport data biasa seperti yang dilakukan oleh lapis transport, juga menyediakan layanan yang istimewa untuk aplikasi-aplikasi tertentu. Lapis sesi juga diperlukan untuk kendali dialog antara proses yang menentukan penanganan komunikasi dua arah dan pengujian paket yang keluar dari urutannya. Lapis ini juga bertanggungjawab menyediakan titik-titik


sinkronisasi misalnya dalam pengiriman tulisan banyak halaman sehingga apabila terjadi putus hubungan, mesin tidak mengulangi pengiriman dari awal halaman, cukup dari halaman yang terakhir putus. Gambar 2.7 memperlihatkan lapis sesi. Dari lapis presentasi

Ke lapis presentasi

Data lapis presentasi

Data lapis presentasi

Lapis sesi

Lapis sesi H5 syn

syn

syn

H5 syn

syn

Data Lapis transport

Data Lapis transport

Ke lapis transport

Dari lapis transport

syn

Gambar 2.7 Lapis Sesi [2]

2.3.6

Lapis Presentasi Fungsi dari lapis ini adalah melakukan penerjemahan. Melakukan berbagai

terjemahan struktur data diantara berbagai arsitektur, perbedaan dalam representasi data dikelola di tingkat ini. Selain itu juga lapis ini melakukan kompresi data, enkripsi dan dekripsi serta konversi format data. Gambar 2.8 memperlihatkan lapis presentasi.


Gambar 2.8 Lapis presentasi [2]

2.3.7

Lapis Aplikasi Lapis aplikasi terdiri dari bermacam-macam protokol. Lapis aplikasi

berfungsi untuk menyediakan akses tingkat aplikasi ke jaringan. Transfer terminal remote dan elemen lain dari jaringan, aktifitas yang dilakukan seperti akses dan transfer file. Lapis aplikasi diperlihatkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Lapis aplikasi [2]


2.4

Standar Local Area Network Teknologi LAN dikembangkan pertama kalinya pada akhir 1970-an dan awal

1980-an. Sejumlah tipe jaringan yang berbeda diusulkan dan diimplementasikan. Namun karena adanya perbedaan itu, maka teknologinya hanya dapat diaplikasikan pada peralatan milik vendor yang merancang teknologi LAN tersebut. Untuk mengatasi hal ini, maka disusunlah suatu standar untuk LAN, sehingga ada kompatibilitas antara produk-produk dari vendor yang berbeda. Kontributor terbesar adalah Institute of Electrical and Electronic Engineering (IEEE) yang merumuskan Model referensi 802 (MR-IEEE 802) dan diadopsi oleh International Standars Organizations sebagai standar internasional. Standar LAN ini merupakan penggambaran yang sangat baik dalam menunjukkan lapisan-lapisan protokol yang mengatur fungsi-fungsi dasar LAN. Gambar 2.10 menunjukkan hubungan antara standar untuk komunikasi komputer yang

telah

ditetapkan

sebelumnya

yaitu

Model

Referensi

Open

System

Interconnection (MR-OSI) dengan MR-LAN IEEE 802.

Gambar 2.10 Hubungan Referensi OSI dan LAN IEEE


Dari Gambar 2.10 dapat terlihat bahwa standar LAN ditekankan pada dua lapisan MR-OSI yang paling bawah yaitu lapisan fisik dan data link. Lapisan fisik mencakup spesifikasi media transmisi, topologi, serta fungsi pengkodean sinyal, sinkronisasi, dan pengiriman/penerimaan bit sedangkan lapisan data link, merupakan fungsi yang berhubungan dengan Logical Link Control (LLC) dan Media Access Control (MAC).

2.5

Topologi LAN Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara bagaimana

komputer terhubung dalam suatu jaringan. Topologi ini biasanya dibedakan dari dua sisi, yaitu topologi fisik dan topologi logika. Topologi fisik menguraikan layout perangkat keras jaringan sedangkan topologi logika menguraikan perilaku komputer pada jaringan dari sudut pandang operator. Ada tiga jenis topologi yang biasa digunakan pada LAN yaitu bus, cincin dan bintang.

2.5.1 Topologi Bus Topologi bus termasuk konfigurasi multititik. Seluruh stasiun terhubung melalui suatu interface perangkat keras yang disebut tap yang langsung terhubung ke suatu jalur transmisi linier, seperti yang terlihat pada Gambar 2.11 [1].

Gambar 2.11 Topologi Bus


Informasi yang dikirim akan melewati setiap terminal yang ada pada jalur tersebut. Jika alamat yang tercantum dalam data atau informasi yang dikirim sesuai dengan alamat terminal yang dilewati, maka data atau informasi tersebut akan diabaikan oleh terminal yang dilewatinya tersebut. Sampai di ujung bus, data atau informasi tersebut akan diserap oleh terminator. Topologi ini sangat cocok untuk pembangunan jaringan skala kecil. Jumlah terminal dapat dikurang dan ditambah secara flekisibel. Namun demikian, jumlah stasiun hendaknya perlu dibatasi, karena jika stasiun yang terhubung sangat banyak maka kinerja jaringan akan turun drastis.

2.5.2

Topologi Cincin Hubungan yang terdapat pada topologi cincin adalah hubungan point-to-point

dalam suatu lup tertutup seperti pada Gambar 2.12 [1].

Gambar 2.12 Topologi Cincin Suatu LAN bertopologi cincin menggunakan port fisik dan kabel terpisah untuk mentransmisikan dan menerima data. Setiap informasi yang diperoleh akan diperiksa alamatnya oleh stasiun yang dilewatinya, jika bukan untuknya informasi dilewatkan sampai menemukan alamat yang benar. Setiap stasiun dalam jaringan


lokal terhubung dengan topologi cincin saling tergantung satu sama lain sehingga jika terjadi kerusakan pada suatu stasiun maka seluruh jaringan akan terganggu. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan cincin ganda dengan salah satu cincin back-up seperti yang dipakai pada jaringan cincin berteknologi FDDI.

2.5.3

Topologi Bintang Dalam topologi bintang, sebuah elemen pusat (misalnya hub, bridge, atau

switch) bertindak sebagai pengatur dan pengendali semua komunikasi data yang terjadi seperti Gambar 2.13 [1].

Hub

Gambar 2.13 Topologi Bintang Pengiriman data dari satu stasiun ke stasiun lainnya harus melalui elemen pusat tersebut. Terminal pusat akan menyediakan jalur komunikasi khusus antara dua stasiun yang akan berkomunikasi. Topologi ini mudah untuk dikembangkan, baik untuk penambahan maupun untuk pengurangan terminal. Banyaknya terminal yang dapat terhubung tergantung pada jumlah port yang tersedia pada hub atau switch yang digunakan. Pada topologi bintang ini, hub atau switch yang digunakan akan menjadi titik kritis sehingga perlu adanya perhatian dan pemeliharaan terhadap hub tersebut.


2.6

Media Access Control (MAC) Media Access Control (MAC) adalah fungsi protokol untuk mengontrol akses

ke media transmisi agar bisa menggunakan kapasitas secara tepat dan efisien. 2.6.1

CSMA/CD (Ethernet) Standar yang digunakan untuk LAN dengan metode akses Carrier Sense

Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) adalah standar IEEE 802.3 atau yang lebih dikenal dengan Ethernet. Prinsip kerja dari standar protokol ini adalah sebagai berikut : 1. Sebelum mengirim, stasiun mendengarkan dulu. 2. Jika jalur transmisi kosong, maka stasiun mulai dapat mengirim data atau informasi. 3. Jika terjadi tabrakan, proses pengiriman dihentikan. 4. Masing-masing terminal menunggu dalam selang waktu yang acak (backoff). 5. Stasiun kembali memeriksa jalur transmisi. Jika kosong, stasiun mulai dapat mengirim data atau informasi kembali.

2.6.2

Token Cara lain untuk mengontrol akses ke media transmisi adalah dengan

menggunakan kontrol token. Token merupakan suatu frame unik yang beredar mengelilingi jaringan. Token kontrol dilewatkan dari satu stasiun ke stasiun lain sesuai dengan aturan tertentu. Pada jaringan yang memakai metode akses token ini, setiap stasiun yang ingin mentransmisikan data harus memiliki token ini. Dan setelah transmisi selesai, stasiun tersebut melepaskan token ke jaringan agar stasiun yang


lain juga dapat melakukan transmisi. Prinsip kerja dari token ini adalah sebagai berikut [3]: 1. Sebuah cincin logika dibangun untuk menghubungkan semua stasiun ke media fisik, dan sebuah token tunggal dilepaskan. 2. Token dilewatkan dari satu stasiun ke stasiun lain sampai diterima oleh stasiun yang ingin melakukan transmisi data. 3. Stasiun yang menerima token kemudian mengirimkan frame-frame data, lalu melepaskan token kembali ke jaringan. Jaringan yang menggunakan metode akses token ini tidak harus bertopologi cincin. Token juga dapat digunakan untuk mengontrol akses ke jaringan bertopologi bus.

2.6.2.1 Token Bus Standar untuk token bus adalah IEEE 802.4. Secara fisik, token bus adalah kabel linier yang digunakan untuk menghubungkan stasiun. Secara logika, stasiunstasiun tersebut diorganisasikan kedalam suatu bentuk cincin, dimana setiap stasiun mengetahui alamat stasiun di kanan atau di kirinya. Apabila logika cincin mulai dibentuk, stasiun yang memiliki alamat tertinggi dapat mengirimkan frame data atau informasi pertama kali. Setelah selesai, stasiun pertama akan menyerahkan token ke stasiun selanjutnya. Token ini akan merambat dari satu stasiun ke stasiun yang lain dengan logika cincin. Karena hanya satu stasiun yang mendapatkan token yang dapat mengirimkan frame pada satu waktu, maka tidak akan pernah terjadi tabrakan.


2.6.2.2 Token Ring Token ring distandarisasi dalam IEEE 802.5. Dalam satu token ring, suatu pola bit khusus yang disebut token bergerak mengelilingi stasiun-stasiun kapan saja walaupun stasiun dalam keadaan diam. Ketika satu stasiun ingin mentransmisikan satu frame, stasiun tersebut harus menangkap token itu. Dengan metode token ring maka tidak akan terjadi tabrakan dalam pengiriman data. Pada metode ini, suatu terminal harus menunggu giliran dalam waktu yang relatif lama bila akan mengirimkan data.

2.7

Perangkat LAN Untuk membangun suatu LAN, ada dua jenis perangkat yang dibutuhkan,

yaitu perangkat lunak (sistem operasi jaringan) dan perangkat keras. Perangkat keras standar untuk membangun LAN sederhana adalah server, stasiun, kartu jaringan, kabel dan konektor serta hub. Sedangkan untuk LAN yang skalanya lebih luas, biasanya dibutuhkan perangkat tambahan untuk menghubungkan segmen-segmen jaringannya yaitu bridge, switch, dan router.

2.7.1

Server Server merupakan komputer yang berfungsi sebagai penyedia layanan untuk

seluruh pemakai (user). Komputer ini memiliki spesifikasi yang lebih tinggi daripada komputer lain yang menjadi workstasion yang terhubung padanya. Spesifikasi yang diterapkan untuk memilih sebuah server meliputi ketangguhan, keamanan,


berkecepatan tinggi, memiliki fault tolerence, dan dilengkapi dengan interface I/O yang cepat.

2.7.2

Terminal (workstasion) Dalam suatu rangkaian jaringan juga terdapat komputer-komputer yang

berfungsi sebagai stasiun atau terminal akses (workstasion). Komputer-komputer ini akan menjadi sarana untuk memasukkan data dan memperoleh hasil pengolahannya.

2.7.3

Kartu Jaringan (Network Interface Card) Agar sebuah komputer dapat terhubung ke suatu jaringan maka komputer

tersebut harus dilengkapi dengan sebuah perangkat yang berupa kartu jaringan atau NIC (Network Interface Card). Kartu ini berupa sebuah kartu ekspansi yang dipasang pada salah satu slot ekspansi mainboard komputer. Jenis kartu yang dipasang harus sesuai dengan jaringan yang akan dibangun.

2.7.4

Kabel dan Konektor Kabel dan konektor merupakan komponen penting dalam jaringan. Kabel

berfungsi sebagai media transmisi yang menghubungkan antar komputer atau priferal. Konektor digunakan sebagai penghubung antar kabel atau antara kabel dengan perangkat. Konektor harus disesuaikan dengan jenis kabel, karena masingmasing kabel memiliki jenis konektor tertentu yang sesuai dengan kabel tersebut.


2.7.5

Hub Hub merupakan perangkat penghubung dalam jaringan yang berfungsi

mengatur jalannya komunikasi dan transfer data dalam jaringan tersebut. Ada dua jenis hub, yaitu hub aktif dan pasif. Hub aktif merupakan hub yang mempunyai kemampuan untuk menguatkan sinyal yang diterima, sehingga jarak atau jangkauan kabel dari hub ini bisa lebih panjang. Sedangkan hub pasif tidak mempunyai fasilitas penguatan data sehingga data yang dibagi menjadi lebih lemah dan akibatnya jarak atau jangkauan kabel dari hub menjadi lebih pendek.

2.7.6

Bridge Bridge adalah perangkat yang berfungsi untuk menghubungkan beberapa

jaringan yang terpisah sehingga perangkat-perangkat yang terdapat pada LAN-LAN yang berbeda dapat terkoneksi dan berkomunikasi seolah-olah perangkat-perangkat tersebut di dalam satu LAN. Bridge dapat menghubungkan jenis jaringan yang sama maupun berbeda. Beberapa alasan penggunaan bridge sebagai penghubung antara LAN adalah: 1. Keterbatasan LAN baik jumlah terminal, panjang maksimum segmen maupun rentang jaringan. 2. Memiliki keandalan dan keamanan lalu lintas data dimana bridge dapat menyaring lalu lintas data antar dua segmen jaringan. 3. Mempertahankan unjuk kerja jaringan yang sudah baik. 4. Menyatukan keterpisahan geografis, dimana dua sistem berbeda pada lokasi yang berjauhan akan dihubungkan.


2.7.7

Switch Switch adalah perluasan dari konsep bridge. Ada dua arsitektur dasar yang

digunakan pada switch yaitu cut-through dan store-forward. Switch cut-through memiliki kelebihan di sisi kecepatan karena ketika sebuah paket datang, switch hanya memperhatikan alamat tujuan sebelum meneruskan ke segmen tujuan. Sedangkan switch store-forward adalah kebalikannya yakni menerima dan menganalisa seluruh isi paket sebelum meneruskannya ke tujuan. Waktu yang diperlukan untuk memeriksa satu paket memakan waktu, tetapi dengan cara ini memungkinkan switch untuk mengetahui adanya kerusakan pada paket dan mencegahnya agar tidak mengganggu jaringan. Dengan teknologi terbaru, kecepatan switch store-forward ditingkatkan sehingga mendekati kecepatan switch cut-through. Dengan switch, banyak keuntungan yang didapat karena setiap segmen jaringan memiliki bandwidth 10 Mbps penuh. Dengan demikian kecepatan transfer data lebih tinggi. Jaringan yang dibentuk dari sejumlah switch yang saling terhubung disebut collapsed backbone.

2.7.8

Router Router bekerja dengan cara yang mirip dengan bridge

dan switch.

Perbedaannya, router dapat menyaring lalu lintas data. Penyaringan dilakukan bukan dengan melihat alamat paket data, tetapi dengan menggunakan protokol tertentu. Router menangani pembagian jaringan secara logik, bukan secara fisik. Biasanya router digunakan pada jaringan berskala luas seperti Metropolitan Area Network (MAN), Wide Area Network (WAN) ataupun jaringan publik internet.


BAB III WIRELESS LOCAL AREA NETWORK (WLAN)

3.1

Umum Wireless LAN atau dikenal juga dengan nama jaringan nirkabel merupakan

sebuah LAN dimana transmisi data (pengiriman maupun penerimaan data) dilakukan melalui teknologi frekuensi radio lewat udara, menyediakan sebagian besar keunggulan dan keuntungan dari teknologi lama LAN namun tidak dibatasi media kabel atau kawat. Wireless LAN merupakan salah satu sistem komunikasi bergerak dengan membagi wilayah pelayanan yang dijangkau menjadi beberapa wilayah lebih kecil yang disebut sel. Tiap sel ini diacu oleh satu Access Point sebagai akses pelanggan (user) menuju server Wireless LAN. Wireless LAN mempu menyediakan kemampuan seperti jaringan kabel pada umumnya tanpa ada batasan seperti jaringan berkabel. Hal ini menjanjikan keleluasaan dalam jaringan. Wireless LAN mampu membuat definisi baru tentang jaringan, yang dulu dipastikan bahwa jaringan harus tetap dan solid. Wireless LAN mampu memberikan keleluasaan untuk berubah secepat struktur organisasi berubah. Hal ini sangat mendukung untuk kaum pebisnis yang membutuhkan koneksi dimanapun ia berada, seperti di mall, bandara, juga para pelajar di laboratorium, ruang kelas dan sebagainya.


Keuntungan penggunaan Wireless LAN antara lain adalah sebagai berikut : 1. Mobilitas Sistem Wireless LAN dapat menyediakan akses informasi cepat dimanapun pengguna berada dalam cakupan sistem. Mobilitas ini mendukung prokduktivitas dan peluang-peluang layanan yang tidak mungkin diberikan oleh jaringan dengan kabel. 2. Kecepatan dan kesederhanaan pemasangan. Pemasangan sistem Wireless LAN cepat dan mudah dan dapat menghilangkan penarikan kabel melalui dinidng dan langit-langit. 3. Fleksibilitas pemasangan. Teknologi Wireless mengizinkan pemasangan jaringan dimana pemasanagn jaringan kabel tidak harus dilakukan. 4. Pengurangan biaya kepemilikan. Sekalipun biaya peralatan Wireless LAN lebih mahal daripada peralatan kabel, biaya pemasangan keseluruhan dan biaya siklus hidup dapat lebih rendah secara signifikan. 5. Scalability. Sistem Wireless LAN dapat dikonfigurasikan dengan berbagai macam topologi untuk memenuhi kebutuhan aplikasi dan instalasi yang spesifik.

3.2

Standar Wireless LAN Seperti produk komersial yang lain, Wireless LAN diproduksi oleh vendor

yang berbeda. Untuk meyakinkan kepuasan pelanggan, standar dibutuhkan. Standar meyakinkan layanan tertentu dilengkapi dengan suatu tingkatan mutu tertentu seperti halnya kecocokan antara produk vendor yang berbeda. Wireless LAN mempunyai


dua organisasi standar utama yang menghasilkan dua kumpulan standar untuk Wireless LAN. Organisasi dan standar tersebut adalah : 1. Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), yang menghasilkan standar 802.11. 2. European Telecommunications Standars Institute (ETSI), yang menghasilkan standar High Performance LAN (HIPERLAN). Sampai sekarang, semua standar untuk Wireless LAN menggunakan band bebas lisensi yaitu memanfaatkan frekuensi pada kanal ISM (Industrial Scientificand Medical), yaitu band frekuensi yang biasanya dipakai untuk perangkat-perangkat di industrial, penelitian dan kedokteran. Standar yang akan disebutkan berikut hanya mempengaruhi dua layer pertama dari model OSI yakni Physical Layer dan Data Link Layer. Lebih spesifik, Data Link Layer dibagi kedalam dua sublayer yang disebut Media access Control (MAC) dan Logical Link Control (LLC) (lihat Gambar 3.1). Standar Wireless LAN berlaku bagi keseluruhan Physical Layer dan sublayer MAC dari Data Link Layer. Physical Layer meliputi jenis media transmisi, interface ke media yang digunakan, tingkat tegangan listrik, dan kecepatan transmisi. Untuk Wireless LAN, topik ini sesuai dengan apakah IR atau RF yang digunakan, frekuensi yang digunakan, dan teknik transmisi yang dipakai. Data Link Layer berkaitan dengan bagaimana jaringan dibagi diantara node, sublayer MAC bertanggungjawab untuk menentukan aturan yang mencakup ketika masing-masing node dapat menguasai jaringan untuk mengirimkan pesannya. Sublayer LLC bertanggungjawab untuk menyediakan link logic (connection-oriented


services) diantara node, seperti halnya sebuah interface yang menyatukan ke layer yang lebih tinggi (network). Interface ini tidak terikat pada berbagai format frame yang digunakan. Walaupun standar hanya menetapkan karakteristik Physical layer dan MAC layer, tetapi masih mempunyai dampak pada layer yang lebih tinggi dari model OSI. Sebagai contoh, melihat kasus dari jalannya suatu aplikasi pada LAN kabel yang mengasumsikan timeout tertentu untuk tanggapan dari sisi lain. Jika aplikasi yang demikian digunakan dengan timeout yang sama pada Wireless LAN, akan terjadi kegagalan pemakaian. Ini karena delay pada media wireless lebih besar dari media kabel. Untuk model OSI, Gambar 3.1 menunjukkan Standar IEEE 802.11.

Gambar 3.1 Standar IEEE 802.11 dalam Model OSI [4]

3.2.1 IEEE 802.11 Standar IEEE 802.11 dibangun berdasarkan model referensi OSI. IEEE membagi lapis data link menjadi dua sublapis : Logical Link Control (LLC) dan Medium Access Control (MAC) seperti yang diperlihatkan Gambar 3.1. Standar IEEE 802.11 adalah standar yang digunakan pada sublapis Medium Access Control


(MAC) yang berada pada lapis data link dan pada lpais fisik. Standar ini diberi judul “Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications” atau “Spesifikasi-Spesifikasi Medium Access Control (MAC) dan Lapis Fisik (PHY) Wireless LAN”. Standar ini merupakan standar awal yang diperkenalkan pada tahun 1997. Standar ini merupakan layer fisik yang menggunakan Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) dan Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) yang beroperasi pada pita 2.4 GHz dengan data rate hingga 2 Mbps. Karena versi ini hanya mempunyai data rate maksimum 2 Mbps, versi ini tidak banyak digunakan pada wireless LAN indoor. FHSS digunakan untuk menangani masalah jaringan wireless outdoor, sistem point to point, karena FHSS lebih tahan terhadap interferensi yang biasa terjadi pada lingkungan outdoor[5].

3.2.2 IEEE 802.11a IEEE 802.11a dikeluarkan pada akhir 1999. Standar ini beroperasi pada pita 5 GHz dan menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) serta data rate hingga 54 Mbps. Standar ini secara aktual mempunyai jangkauan 50 m tergantung data rate-nya. Keuntungan utama dari standar 802.11a adalah kapasitasnya yang cukup tinggi, yaitu mencapai 12 kanal yang terpisah secara non-overlaping, yang menjadikan standar ini sebagai pilihan yang tepat untuk mendukung aplikasi yang membutuhkan performa tinggi, seperti streaming video.


Kekurangan dari standar ini adalah terbatasnya cakupan range pancarannya karena menggunakan pita frkuensi 5 GHz, sehingga range cakupannya tidak lebih dari 50 m pada berbagai fasilitas. Akibatnya, standar ini memerlukan access point lebih banyak. Standar 802.11a tidak kompatibel dengan 802.11b/802.11g sehingga kartu radio standar 802.11b tidak dapat bergabung dengan access point 802.11a, akan tetapi dapat beroperasi apabila dibalik. Beberapa vendor memecahkan masalah ini dengan cara memproduksi kartu radio yang dapat diimplemetasikan pada standar 802.11a dan 802.11b.

3.2.3 IEEE 802.11b IEEE 802.11b dikeluarkan bersamaan dengan IEEE 802.11a. Data rate pada standar ini lebih tinggi dibanding standar aslinya yaitu mencapai hingga 11Mbps pada pita 2.4 GHz. Saat ini, standar ini menjadi standar yang paling banyak digunakan. Keuntungan yang signifikan dari keberadaan standar 802.11b adalah mempunyai range yang relatif panjang hingga 100 m pada fasilitas dalam gedung. Range ini sangat efektif digunakan untuk mengembangkan LAN secara wireless dibandingkan dengan standar sebelumnya. Kerugian dari standar 802.11b adalah penggunaan kanal pada pita 2.4 GHz dibatasi, yaitu hanya 3 buah kanal. Sedangkan standar 802.11 menggunakan 14 kanal untuk melakukan konfigurasi access point. Pembatasan secara keseluruhan kapasitas 802.11b membuat dukungannya pada performa aplikasi menengah, seperti aplikasi e-


mail atau web-surfing menjadi lebih baik. Kerugian lain adalah kemungkinan terjadinya interferensi RF dengan peralatan radio lain, seperti telepon cordless dan microwave 2.4 GHz karena akan mengurangi secara signifikan performa dari standar ini. 802.11b menggunakan DSSS untuk menyebarkan sinyal frame data melalui 22 MHz, yang merupakan bagian dari pinta frekuensi 2.4 GHz.

3.2.4 IEEE 802.11g IEEE 802.11g diperkenalkan oleh IEEE pada tahun 2003. Standar ini kompatibel dengan 802.11b dan dapat meningkatkan performa hingga 54 Mbps pada pita frekuensi 2.4 GHz dengan menggunakan OFDM. Keunggulan dari standar 802.11g adalah kompatibilitasnya dengan standar sebelumnya, yaitu standar IEEE 802.11b. Beberapa perusahaan yang telah menggunakan jaringan 802.11b meng-upgrade access point mereka ke standar 802.11g dengan cara cukup sederhana. Kerugiannya adalah adanya interferensi RF secara potensial dan keterbatasan dari tiga channel yang tidak saling overlap pada standar 802.11g karena standar ini masih menggunakan frekuensi 2.4 GHz yang sarat dengan intererensi. Tabel 2.1 memperlihatkan perbandingan dari IEEE 802.11a, IEEE 802.11b dan IEEE 802.11g.


Tabel 3.1 Perbandingan Standar Wireless LAN[6] Standar Kompatibilitas Jumlah Channel Jangkauan dalam ruangan Jangkauan di luar ruangan Data rate

802.11a IEEE 802.11a

305 m @ 6 Mbps 54, 48, 36, 24, 18,

802.11b IEEE 802.11b 3 nonoverlapping 30 m @ 11 Mbps 91 m @ 1 Mbps 120m @ 11 Mbps 460 m @ 1 Mbps 11, 5.5, 2 dan

12, 8, dan 6 Mbps

1 Mbps

12, 9, dan 6 Mbps

Direct Sequence Spread, 2.4 GHz

Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 2.4 GHz

8 non-overlapping 12 m @ 54 Mbps 91 m @ 6 Mbps 30 m @ 54 Mbps

Orthoghonal Modulasi dan Frequency Division frekuensi Multeplexing, 5 GHz

3.3

802.11g IEEE 802.11g 3 non-overlapping 30 m @ 54 Mbps 91 m @ 1 Mbps 120 m @ 54 Mbps 460 m @ 1 Mbps 54, 48, 36, 24, 18,

Topologi Wireless LAN Topologi adalah istilah yang digunakan untuk menguraikan cara yang

digunakan dalam menghubungkan semua terminal dan bagaimana data mengalir dari satu terminal ke terminal lain. Topologi ini biasanya dibedakan dari dua sisi, yaitu topologi fisik dan topologi logika. Topologi fisik mendefinisikan bagaimana terminal secara fisik dihubungkan bersama. Topologi logika mendefinisikan bagaimana data mengalir dari satu terminal ke terminal lain. Pada wireless LAN dikenal dua jenis topologi yaitu [7] : 1. Independent Basic Service Set (IBSS) 2. Extended Service Set (ESS)


3.3.1

Independent Basic Service Set (IBSS) Konfigurasi wireless LAN dimana komputer terhubung secara langsung tanpa

menggunakan access point. Sehingga komunikasi dilakukan melalui masing-masing perangkat wireless (PCI card, PCMCIA card, USB) yang terdapat pada komputer atau notebook. Konfigurasi ini digunakan untuk area yang kecil. Untuk mentransmisikan data di luar IBSS, salah satu client di IBSS harus berfungsi sebagai gateway atau router, menggunakan software. Di sebuah IBSS, station saling membuat koneksi langsung ketika mentransmisi data, sehingga IBSS sering disebut jaringan peer-to-peer atau dikenal juga dengan jaringan Ad-hoc. Gambar 3.2 memperlihatkan jenis topologi ini[7].

Gambar 3.2 Topologi Independent Basic Service Set (IBSS)

3.3.2

Extended Service Set (ESS) Topologi wireless LAN dimana komputer-komputer dalam sebuah jaringan

terhubung melalui access point. Jadi setiap komputer yang hendak berhubungan satu


sama lain harus melewati akses point terlebih dahulu. Konfigurasi ini digunakan untuk area yang luas. Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.3[7].

Gambar 3.3 Topologi Extended Service Set (ESS)

3.4

Media Access Control (MAC) Komputer-komputer yang menggunakan medium berbagai bersama (shared

medium). Komputer-komputer tersebut membutuhkan sebuah metode untuk mengendalikan akses ke medium setiap saat. Jika metode ini tidak ada, maka tabrakan pada sebuah jaringan tidak dapat dihindarkan. Untuk itu diperlukan sebuah metode Media Access Control (MAC). Metode ini menentukan prosedur yang harus diikuti sebuah komputer ketika akan mengirimkan sebuah frame atau banyak frame. Gambar 3.4 menunjukkan MAC frame untuk IEEE 802.11


Gambar 3.4 Format MAC frame untuk IEEE 802.11 Metode yang digunakan oleh MAC dalam standar 802.11 disebut Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA). CSMA/CA merupakan salah satu metode akses yang dirancang sedemikian rupa sehingga lebih meminimalisir terjadinya collision/ tabrakan antar paket. Prinsip kerja CSMA/CA dapat dilihat dari Gambar 3.5 [4]. Tahapan-tahapan proses pada CSMA/CA adalah sebagai berikut : 1. Pendeteksian jaringan, apakah jaringan dalam keadaan bebas atau tidak. Jika jaringan sibuk , maka pengirim akan mengambil waktu random, lalu mengecek kembali pada jaringan dalam keadaan benar-benar bebas. 2. Sebelum mengirimkan paket, stasiun pengirim akan mengirimkan frame ke jaringan. Tiap stasiun akan mendeteksi frame tersebut sehingga ia mengetahui bahwa ada stasiun lain yang akan mengirimkan data. Karena itu, stasiun-stasiun lain yang akan mengirimkan paket pada saat itu dapat menunda waktu pengiriman. Tahapan pengiriman frame tersebut yaitu : a. Sebelum

mengirimkan

pesan

stasion

pengirim

terlebih

dahulu

mengirimkan frame Request to Send (RTS) kepada seluruh stasion.


b. Jika stasion tujuan mendeteksi jaringan tidak sibuk maka stasion ini akan megirimkan frame Clear to Send (CTS) , frame ini bertanda bahwa stasion penerima menyediakan persetujuan stasion pengirim untuk dapat megirimkan data. c. Setelah stasion pengirim mendapatkan frame CTS barulah stasion mengirimkan paket data. d. Setelah semua paket data diterima maka selanjutnya stasion penerima frame Acknowledgment (ACK). Jika terjadi error frame ini tidak akan dikirim maka stasion pengirim akan mengirimkan kembali transmisi disertai frame-nya.

Pengirim

Penerima RTS

CTS

Data

ACK

Gambar 3.5 Prinsip kerja CSMA/CA [4]


3.5

Infrastruktur Wireless LAN Beberapa infrastruktur utama Wireless LAN antara lain sebagai berikut : a. server b. switch/hub c. access point d. wireless adapter e. bridge f. pigtail

3.5.1

Server Server merupakan komputer yang berfungsi sebagai penyedia layanan untuk

seluruh pemakai (user). Komputer ini memiliki spesifikasi yang lebih tinggi daripada komputer lain yang menjadi workstasion yang terhubung padanya. Spesifikasi yang diterapkan untuk memilih sebuah server meliputi ketangguhan, keamanan, berkecepatan tinggi, memiliki fault tolerence, dan dilengkapi dengan interface I/O yang cepat.

3.5.2

Switch / Hub Hub merupakan perangkat penghubung dalam jaringan yang berfungsi

mengatur jalannya komunikasi dan transfer data dalam jaringan tersebut. Sedangkan switch LAN adalah perangkat yang secara tipikal mempunyai beberapa port yang menghubungkan beberapa segmen LAN lain yang berkecepatan rendah seperti Ethernet dan mempunyai satu atau bebrapa port berkecepatan tinggi seperti FDDI


(100 Mbps), Fast Ethernet (100 Mbps) atau ATM (155 Mbps). Port-port ini ada yang telah terdapat pada switch (fixed part), namun ada yang harus dipasang terlebih dahulu dengan memasang modul-modul ekspansi pada slot yang tersedia pada switch. Kelebihan dari switch jenis terakhir adalah pemasangan jenis port dapat disesuaikan dan diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan jaringan (fleksibel) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3.6 [8].

Gambar 3.6 Konfigurasi Jaringan Wireless LAN

3.5.3

Access Point Access Point (AP) merupakan radio-based, berupa receiver dan transmitter

yang akan terkoneksi dengan LAN wired (kabel) atau dapat pula terkoneksi pada broadband menggunakan ethernet. Singkatnya, AP berfungsi sebagai hub untuk


client dan sebagai bridge ke jaringan lainnya. Contoh Access Point ditunjukkan pada Gambar 3.7 [9].

Gambar 3.7 Access Point

3.5.4

Wireless Adapter Hubungan wireless melibatkan hubungan dua sisi, AP dan client. Agar client

dapat terhubung ke jaringan wireless dalam radius pelayanan AP, sisi client membutuhkan kartu wireless adapter. Bentuk fisik kartu ini memiliki kemiripan dengan jaringan kabel, hanya media transmisinya berlainan. Jenisnya bermacammacam, tergantung standar yang digunakan oleh masing-masing perangkat client. Jenisnya antara lain: Industry Standard Architecture (ISA) yang umum digunakan pada personal computer (PC) dekstop, Peripheral Component Interconnect (PCI) card adapter yang digunakan umum pada personal computer (PC), Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) yang digunakan pada laptop, Mini PCI yang diintegrasikan pada laptop, dan Wireless USB. Masingmasing jenis kartu wireless adapter dapat dilihat pada Gambar 3.8 [9].


a. PCIMCIA

b. PCI card adapter

c. Wireless USB Stick

Gambar 3.8 Wireless adapter

3.5.5

Bridge Pada umumnya sebuah AP juga sudah sebagai bridge. Namun, bridge secra

khusus digunakan untuk menyediakan koneksi wireless point-to-point antara dua LAN, koneksi wireless point-to-multipoint, atau koneksi ethernet-to-wireless. Salah satu contohnya adalah Tsunami MP.11 Model 2411 keluaran Proxim, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9 Tsunami MP.11 Model 2411

3.5.6

Pigtail Pada wireless LAN, biasanya digunakan konektor tipe N untuk antenna

maupun untuk kabel koaxial. Karena konektor yang ada di card wireless LAN biasanya lebih kecil, maka digunakanlah adapter yang biasanya disebut pigtail, yang


pada dasarnya debuah kabel coaxial pendek yang mempunyai konektor tipe N di salah satu ujungnya, dan konektor tipe SMA atau lainnya di ujung yang lain. Gambar 3.10 memperlihatkan gambar pigtail untuk produk Orinoco AP-600/700/2000/4000.

Gambar 3.10 Pigtail

3.6

Model Link Access Point Selama bandwidth internet telah berkembang, sejumlah trafik yang dikirim

melalui internet telah bertambah untuk menggunakan bandwidth tersebut. Bagaimanapun, ukuran internet biasanya beranekaragam dan perubahan rata-rata membuat penentuan bandwidth menjadi hal yang penting. Sebuah database untuk menyimpan informasi bandwidth tidak akan menggambarkan atau menanggulangi posisi dimana router berubah [10]. Router biasanya tidak melaporkan bandwidth link. Karena router menambah banyak kecepatannya sesederhana mungkin, melambatkan router untuk menjawab antrian bandwidth link yang kemungkinan tidak diterima. Pendekatan termudah untuk mengatasinya adalah dengan mengambil informasi

bandwidth link pada akhir host melalui

pemeriksaan aktif atau

mendengarkan trafik secara pasif [10].


Solusi yang ada untuk mendapatkan semua bandwidth link sepanjang jalur yang dibangun dari model deterministik yang mempertimbangkan hanya satu paket terukur. Sebagai hasilnya, teknik ini dipercayakan pada penanganan paket ICMP dan waktu pengiriman ACK.

3.6.1

Model Paket Tunggal Salah satu cara mengukur bandwidth link menggunakan yang kita sebut

model paket tunggal untuk paket delay. Model ini menggunakan Persamaan 3-1 [10]: ⎞ ⎛ s0 t =t + ∑ ⎜⎜ + d i ⎟⎟ i = 0 ⎝ bi ⎠ 0 l

0 0

l −1

(3-1)

dengan l = link s = ukuran paket (bit) b = bandwidth link (bit/dtk) d = latency dari link (detik) Dari persamaan ini diperoleh waktu yang dibutuhkan bagi satu paket untuk berjalan dengan melewati link l – 1 sebelum titik l. Setiap link memberikan sejumlah ⎛ s0 ⎞ delay transmisi ⎜⎜ ⎟⎟ dan latency (d i ) . Delay transmisi mengacu pada waktu yang ⎝ bi ⎠

digunakan router untuk mengkopi sebuah paket yang berkeliling pada buffer dan menjadikan paket bersambung pada seluruh link. Latency mengacu pada waktu sebuah sinyal berjalan pada kecepatan cahaya, waktu untuk sebuah router melihat ke atas router dalam sebuah tabel perutingan, dan memperbaiki delay per paket lainnya dengan sebuah router yang ada sebelumnya yang dapat meneruskan paket. Sebuah


contoh dari penggunaan model paket tunggal untuk menambahkan delay paket ditunjukkan dalam Gambar 3.11.

Gambar 3.11 Model paket tunggal [10] Model paket tunggal memperkirakan bahwa delay transmisi linear dengan ukuran paket, router dengan store-forward, link sebagai kanal tunggal dan tidak ada trafik lain dalam jalur yang menyebabkan pengukuran paket mengantri. Asumsi bahwa delay transmisi linier dengan ukuran paket bisa tidak benar jika sebagai contoh, sebuah router mengatur buffernya dengan berbagai cara sehingga 128 byte paket dikopi melebihi porsi lebih cepat dari paket 129 byte. Bagaimanapun, paket ini biasanya cukup kecil untuk ditolak.

3.6.2 Teknik Paket Tunggal Dari Persamaan 3-1 diperoleh delay satu arah, maka kita menggunakan delay round-trip untuk router secara berturut-turut sepanjang jalur. Delay round-trip dapat dimodelkan sebagai jumlah dari delay satu arah. Oleh karena itu, delay minimum


dari beberapa observasi dari ukuran paket yang umum cocok dengan model. Caranya adalah untuk mengirim beberapa paket untuk setiap beberapa ukuran paket yang berbeda, merencanakan delay dari paket ini dibandingkan dengan ukuran paket, dan kemudian menggunakan pendekatan linier (Gambar 3.12) untuk menambah slope dari grafik. Inverse dari slope adalah bandwidth.

Gambar 3.12 Bandwidth dengan pendekatan linier [10] Gambar 3.12 memperlihatkan

suatu gambaran bagaimana model paket

tunggal dan pergeseran linier digunakan untuk memperoleh bandwidth. Grafiknya menunjukkan beberapa pengukuran dari delay round-trip pada paket dengan ukuran yang berbeda yang melewati jalur yang sama. Titik yang lebih terang menyatakan antrian. Garis lurus yang dibentuk dari titik yang lebih gelap menunjukkan pergeseran linier. Namun, dengan teknik ini ada beberapa permasalahan yang timbul. Masalah pertama adalah bahwa pergeseran linier yang dijabarkan di atas harus dilakukan untuk setiap pengukuran link. Masalah kedua adalah bahwa paket tunggal


memerlukan perolehan waktu ACK dari router. Masalah lain adalah bridge, sistem operasi host (OSs) dan Network Interface Cards (NICs) biasanya nodes store and forward tetapi tidak mengurangi IP TTL dan secara individual terdaftar pada IP. Akibatnya, link yang sama dengan node yang tak terlihat ini tidak dapat dideteksi atau diukur menggunakan metode pengurangan IP TTL. Ada node diantara sumber dan sistem pengoperasian sumber karena pengiriman OS biasanya harus mengkopi paket dari ruang alamat aplikasi ke kernel. Sebagai tambahan, Network Card Driver biasanya harus mengkopi paket yang dikirim dari ruang alamat kernel melewati sistem bus ke NIC. Akhirnya, jika tujuan adalah PC, paket biasanya harus mengkopi dari NIC tujuan ke ruang alamat kernel tujuan.

Node yang tak terlihat ini

menyebabkan kesalahan dalam pengukuran link selanjutnya. Masalah akhir adalah mengembalikan kembali ACK dan delay round-trip yang berarti ada dua kali kemungkinan antrian yang dapat merusak sample ketika dibandingkan dengan teknik yang mengembalikan hanya delay satu arah. Hal ini terjadi karena antrian pada jalur balik dapat mendelay ACK, meski jika tidak ada antrian pada jalur maju. Sebagai hasil, banyak paket boleh jadi dibutuhkan untuk menyaring ke luar akibat dari trafik yang lain dan penghitungan pergeseran dengan hasil yang tinggi. Untuk menggunakan delay satu arah, teknik yang berbasiskan paket tunggal dengan menggunakan delay satu arah akan membutuhkan software baru pada setiap router dalam sebuah jalur, yang tidak praktis.


3.6.3

Model Pasangan Paket (Packet Pair Model) Beberapa aplikasi mengacu pada bandwidth link yang paling kecil sepanjang

jalur (link bottleneck) dibandingkan bandwidth dari link secara keseluruhan pada jalur. Sebuah keuntungan dari pengukuran bandwidth bottleneck adalah itu dapat dilakukan dengan begitu kecil seperti 2(dua) paket berbanding seribu [10]. Sebagai kontras dengan model paket tunggal yang telah dijelaskan, pasangan paket dalam antrian jaringan FIFO menggunakan model dua paket. Model ini memperkirakan perbedaan waktu kedatangan dari dua paket dengan ukuran yang sama yang berjalan dari sumber yang sama ke tujuan yang sama [10] : ⎛ s ⎞ t n1 − t n0 = max ⎜ 1 , t 01 − t 00 ⎟ ⎜ bl ⎟ ⎝ bn ⎠

(3-2)

dengan n = panjang link dari jalur (link) s = ukuran paket (bit) bl = bandwidth dari link l (bit/dtk) lbn = link bottleneck (nomor link) Pendekatan untuk Persamaan 3-2 [10] adalah jika dua paket dikirim cukup dekat bersamaan dalam waktu untuk membuat paket antri bersamaan pada link bottleneck ⎞ ⎛ s ⎜ 1 〉 t 1 − t 0 ⎟ , maka paket akan tiba pada tujuan yang sama dengan spacing yang 0 0 ⎟ ⎜ bl ⎠ ⎝ bn

(

sama t n1 − t n0

)

⎛ s ketika keluar dari link bottleneck ⎜ 1 ⎜ bl ⎝ bn

⎞ ⎟ . Space akan tetap sama ⎟ ⎠

karena paket memilih ukuran yang sama dan tidak ada link downstream dari link


bottleneck memilih bandwidth yang lebih rendah dibanding link bottleneck seperti ditunjukkan Gambar 3.13.

Gambar 3.14 Link bottleneck [10] Gambar 3.13 menunjukkan dua paket dengan ukuran yang sama mengalir dari sumber ke tujuan. Bagian yang lebar mewakili bandwidth link yang tinggi sedangkan bagian yang lebih sampit mewakili bandwidth link yang rendah. Ruang (spacing) diantara paket disebabkan oleh antrian pada link bottleneck. Algoritma ini membuat beberapa asumsi/perkiraan yang tidak tersentuh dalam praktek [10]. Pertama, model paket berpasangan memperkirakan bahwa dua paket mengantri bersama pada link bottleneck dan tidak pada link yang belakangan. Hal ini terjadi karena diganggu oleh paket lain yang mengantri antara dua paket pada link

bottleneck atau paket yang mengantri di depan paket pertama, kedua atau paket downstream dari link bottleneck. Jika beberapa dari kejadian ini terjadi maka Persamaan 3-2 tidak berlaku. Model ini memperkirakan bahwa dua paket dikirim cukup dekat dalam waktu dimana mereka mengantri bersama pada link bottleneck. Asumsi lain adalah router bottleneck menggunakan antrian FIFO. Jika router


menggunakan antrian dengan tahanan yang cukup kemudian pasangan paket mengukur bandwidth dari link bottleneck. Akhirnya model pasangan paket, seperti model paket tunggal memperkirakan delay transmisi linier dengan ukuran paket dan

routernya store and forward.

3.7

Previous Work Kita mendefinisikan dua peristiwa [12] : keberangkatan (arrival) dan

kedatangan (departure) seperti yang digambarkan pada Gambar 3.14.

Gambar 3.14 Model sistem Access Point Ketika sebuah paket memasuki Access Point atau berangkat dari Access

Point, parameter yang diperhatikan dari peristiwa keberangkatan dan kedatangan adalah waktu keberangkatan dan waktu kedatangan. Kita mendefinisikan delay total dari sebuah paket, yang kita acu sebagai waktu response, menjadi perbedaan waktu keberangkatan dan kedatangan sebuah paket. Waktu adalah faktor terpenting pada studi dari sistem Access Point, oleh karena itu sangat penting untuk menetapkan sistem yang digunakan diskrit atau

continuous. Karena sejumlah paket dalam sistem berubah ketika sebuah paket tiba atau jika sebuah paket datang sebagai contoh pada titik yang berbeda dalam suatu waktu, maka sistem tersebut adalah sistem diskrit [11].


Karena Access Point dapat meneruskan trafik dalam dua arah, maka kita dapat mempertimbangkan dua kasus : pertama trafik dari sisi ethernet ke sisi WLAN dan yang lain dari WLAN ke ethernet. Oleh karena itu, kita mendefinisikan dua aliran trafik : trafik downlink dari ethernet ke WLAN dan trafik uplink dari WLAN ke ethernet. Sistem mempertimbangkan setiap paket yang memasuki Access Point, baik yang datang dari ethernet atau dari sisi WLAN sebagai paket yang tiba. Dengan cara yang sama, setiap paket yang meninggalkan Access Point baik yang menuju media ethernet maupun media WLAN dipertimbangkan sebagai paket yang berangkat. Karenanya, model dari sistem menyatakan kedatangan sebagai paket yang memasuki Access Point dan keberangkatan sebagai paket yang meninggalkan Access

Point, tanpa memperhatikan arah aliran. Sistem yang ditunjukkan seperti Gambar 3.14 mempertimbangkan paket apapun yang memasuki Access Point, baik yang datang dari sisi Ethernet atau dari sisi WLAN sebagai paket yang tiba. Dengan cara yang sama, paket apapun yang meninggalkan Access Point, baik yang meninggalkan Access Point ke media ethernet atau ke media WLAN, dipertimbangkan sebagai paket yang berangkat. Kedatangan dan keberangkatan yang direkam dari waktu percobaan telah menunjukkan bahwa sistem dapat dibuat model sebagai sistem layanan tunggal dengan 1 antrian FIFS seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.15 [12].


Gambar 3.15 Model detail Access Point Keterangan : Ta = waktu kedatangan Tb = waktu keberangkatan

3.7.1

Formula Waktu Layanan Untuk sebuah Access Point, rata-rata waktu layanan downlink lebih besar

daripada rata-rata waktu layanan uplink untuk paket-paket dengan IP payload yang identik [11]. Karena sistem adalah sistem diskrit, kita melihat pada nilai rata-rata waktu layanan sebagai akhir dari rangkaian. Oleh karena itu, mulai dengan sebuah paket yang membawa 32 byte dari payload UDP dan menggunakan 32 byte payload tambahan pada percobaan sebelumnya [11], memungkinkan kita untuk membuat parameter waktu layanan Sn sebagai berikut [11] :

S n = S o + (n − 1) r

(3.3)

Maksimum IP payload yang digunakan adalah 1480 byte jika nilai diatas MTU dihasilkan pada fragmentasi [11]. So dikalkulasi melalui metode numerik dari perhitungan rata-rata waktu layanan dalam percobaan yang berbeda dari payload 40 byte dan r secara langsung cocok pada slope dari kurva rata-rata waktu layanan [11]. Kurva ini diperoleh melalui kemunduran linear dari rata-rata waktu layanan yang


berbeda. Access Point dapat dikarakteristikan oleh dua formula waktu layanan : satu untuk downlink dan yang lain untuk uplink. Keduanya, formula uplink dan downlink untuk Access Point yang sama adalah bentuk yang sama disajikan pada Persamaan 3.3. Bagaimanapun, perbedaan antara dua formula adalah nilai So dan r pada

downlink dan nilai So dan r pada uplink. Selebihnya, So dan r yang kita pertimbangkan sebagai parameter karakteristik dari Access Point berbeda untuk

Access Point yang berbeda. Rumus (formula) rata-rata waktu layanan

menyediakan dasar untuk

permodelan dan analisa dari AP sebagai link komunikasi data.


BAB IV WIRELESS LAN ACCESS POINT DENGAN ADAPTIVE BANDWIDTH

4.1

Umum Perkembangan teknologi yang pesat beberapa tahun belakangan ini memberi

banyak hal-hal baru dalam dunia IT. Salah satu bidang yang mengalami kemajuan pesat adalah bidang jaringan. Saat ini dalam bidang jaringan sedang berkembang jaringan tanpa kabel atau wireless LAN (WLAN). Salah satu perangkat yang digunakan pada WLAN adalah Access Point. Performansi dari Access Point yang berbeda dapat dibandingkan menggunakan karakteristik adaptive bandwidth. Ketika banyak access point dihubungkan ke ADSL, kabel modem dan lain-lain, sejumlah pertambahan dihubungkan melalui koneksi jaringan yang berkecepatan tinggi , yang dimungkinkan dengan penanganan

bandwidth penuh dari Access Point 802.11b, maka the bottleneck

bergerak ke

Access Point WLAN itu sendiri. Adaptive bandwidth dianalisa dan ditunjukkan menjadi penambahan linear perubahan bagian kecil dari payload yang baku. Jadi, keberadaan dari sebuah Access

Point sepanjang jalur akan dijumlahkan pada bandwidth jalur bottleneck yang terbukti mengubah kecepatan link melalui sebuah interval waktu yang pendek (bergantung pada paket yang diuji dan tidak harus membutuhkan paket lain ). Model link Access Point membantu untuk mengerti lebih lanjut performansi dari WLAN

Access Point, terutama ketika melihat suatu keadaan seperti node yang terpisah pada


sebuah jalur. Mengenai hal ini, Access Point akan terlihat dan berlaku seperti link dengan kecepatan yang berubah bergantung pada ukuran paket [11].

4.2

Model Link Pasangan paket dari jaringan antrian FIFO dapat memprediksi perbedaan

pada waktu kedatangan dari kedua paket dengan ukuran yang sama, dikirim dari pengirim yang sama dan diterima pada tujuan yang sama. Asumsi yang kita lakukan pada

Access Point WLAN sebagai sebuah link komunikasi data, dimana

bandwidthnya adalah b bit per detik seperti yang disajikan pada Gambar 4.1.

. Gambar 4.1 Model WLAN Access Point untuk downlink [11] Untuk

melengkapi

model

ini,

beberapa

asumsi

dibuat.

Kita

mempertimbangkan model link Access Point dikoneksikan menjadi 2 link : 10 Mbps Ethernet pada satu sisi dan 11Mbps

link IEEE 802.11b pada sisi yang lain.


Selebihnya, data dapat mengalir dari Ethernet ke sisi WLAN (downlink) atau dari WLAN ke sisi Ethernet (uplink). Kita juga menganggap link menjadi one-to-one link tanpa tabrakan, karena didalam Access Point paket antri tanpa harus khawatir dengan media transmisi yang dibagi. Sebagai akibatnya kita menganggap model link dari

Access Point tidak memiliki preamble, tanpa interframe space, dan tidak ada link header atau trailer (kita meninggalkan header link dan waktu trailer untuk diatasi oleh media Ethernet dan WLAN). Oleh karena itu, link frame dari paket dapat antri

back to back pada link tanpa spasi interframe. Selebihnya, kita mengasumsi bahwa delay propagasi pada tiga link dari ethernet, IEEE 802.11b dan link b dari Access

Point dapat diabaikan dibanding delay transmisi karena jarak yang dilalui begitu kecil untuk dipertimbangkan pada perhitungan. Memiliki dua arah aliran (uplink dan downlink), model link Access Point dapat berperan dengan kecepatan transmisi yang berbeda untuk uplink dan downlink. Mengetahui karakterisik dari model link, kita memeriksa bandwidth dari link untuk membuat parameter nilai dari bandwidth. Gambar 4.1 menunjukkan bandwidth, b (bit per detik) dari model link Access Point untuk kasus aliran downlink.

4.3

Antrian Paket Berpasangan (Packet Pair Queuing) Pasangan paket jaringan antrian FIFO membuat suatu model dua paket yang

berguna, dimana parameternya berbeda pada waktu kedatangan dari dua paket identik yang dikirim dari sumber yang sama ke tujuan yang sama. Waktu kedatangan pada model pasangan paket tiba pada tujuan, karenanya waktu ini menyerupai waktu keberangkatan dua paket dari AP pada model antrian berikutnya.


Asumsi yang kita gunakan adalah : 1. Dua paket yang diuji mengantri bersama pada link bottleneck dan tidak terlambat. 2. Router atau node bottleneck menggunakan antrian FIFO. 3. Delay transmisi dari link yang dipelajari sebanding dengan ukuran paket dan

router/node adalah store and forward. Waktu pemeriksaan header adalah konstan. Pengaturan waktu adalah konstan dan dapat diabaikan dibandingkan waktu transmisi. Selebihnya, waktu transmisi bergantung pada jumlah bit dalam paket. 4. Sifat pasangan paket tidak bergantung dengan latency setiap link, dan pada model link kita mengasumsikan bahwa latency link dapat diabaikan dibandingkan dengan waktu transmisi untuk setiap link yaitu : Ethernet, link b dari link model AP, dan IEEE 802.11b.

4.4

Link Access Point dengan Bandwidth yang Bervariasi Dengan menggunakan asumsi-asumsi dalam paket berpasangan (packet pair),

kita menganggap model Access Point sebagai link dan memeriksa bandwidth b dari link ini. Analisa ini sama untuk kedua kasus untuk uplink dan untuk downlink dengan perbedaan hanya pada parameter Persamaan 3.3 [11] dan di sisi header link. Sifat pasangan paket menyatakan bahwa : t (d ,1) − t (d ,0 ) = max { [s1

b], [t (0,1) − t (0,0] }

(4.1)


Dimana:

t(d,1) dan t(d,0) adalah waktu kedatangan (pada tujuan) dari paket pertama dan kedua;

t(0,0) dan t(0,1) adalah waktu transmisi dari paket pertama dan kedua; s1 adalah ukuran paket kedua (bit) b adalah bandwidth dari link bottleneck (bit/detik) Label d menyerupai waktu keberangkatan dari paket pertama dan kedua dari sistem antrian Access Point. Bandwidth pada link bottleneck adalah [11] : b=

s1 bit det ik t (d ,1) − t (d ,0)

(4.2)

Penyebut pada Persamaan 4.2 adalah perbedaan antara waktu kedatangan dari pasangan paket pada tujuan. Kedatangan pasangan paket adalah waktu kedatangan yang dihitung dari model antrian pada Access Point. Ketika paket dalam antrian menunggu back to back, kemudian perbedaan antara kedatangan dari paket 1 dan paket 2 dalam antrian adalah waktu dimana

server (dari model antrian) memberikan layanan paket 2, FIFS dihitung tanpa waktu layanan rata-rata. Karena kedua paket yang diuji memiliki ukuran yang sama, substitusi pada Persamaan 4.2 menunjukkan bahwa waktu layanan untuk kedua paket sama. Oleh karena itu, penyebut pada Persamaan 4.2 tidak lain adalah waktu layanan rata-rata, yaitu : t (d ,1) − t (d ,0 ) = waktu layanan rata − rata dari paket yang diuji

(4.3)


Dimisalkan waktu layanan dari kedua paket yang diuji sebagai S. Persamaan 3.3 menunjukkan bahwa S adalah fungsi linier dari payload. Maka, persamaan dari payload untuk kasus ini menjadi [11] :

S=

r 5 P + S0 − r 32 4

(μs )

(4.4)

Dimana, S adalah waktu layanan salah satu kedua paket (µs) P adalah IP Payload (byte) Substitusi Persamaan 4.4 ke Persamaan 4.3, kita memperoleh :

t (d ,1) − t (d ,0) =

r 5 P + S0 − r 32 4

( μs )

(4.5)

Substitusi Persamaan 4.5 ke Persamaan 4.2, kita peroleh b dalam Mbps [11] : b=

⎛ ⎞ 8 ∗ (P + h ) 10 6 ⎜⎜ ⎟ 5 ⎞ ⎝ 1024 ∗ 1024 ⎟⎠ ⎛ r ⎞ ⎛ ⎜ ⎟ P + ⎜ S0 − r ⎟ 4 ⎠ ⎝ 32 ⎠ ⎝

( Mbps )

(4.6)

Dimana, P adalah IP payload (byte) h adalah sebuah konstanta yang menyerupai ukuran dari header IP (byte) Persamaan 4.6 menunjukkan bahwa bandwidth dari model link tidak konstan tetapi sebaliknya bergantung pada ukuran paket (atau payload). Maka, bandwidth dari model link beradaptasi pada payload yang berbeda. Akibatnya, kita menyebut bandwidth dari model link Access Point “adaptive bandwidth”, ba, yang dinyatakan secara sederhana dalam Persamaan 4.7. ba ≡ 244.14

( P + 20) (r.P + 32.S 0 − 40.r )

( Mbps)

(4.7)


Untuk menganalisa sifat dari adaptive bandwidth dalam bentuk dari payload, turunan derivative dari ba dengan acuan payload IP, P dinyatakan dalam : S 0 − 1.875r ∂ba = 7812.48 ∂P (rP + 32.S 0 − 40r ) 2

(4.8)

Karena r menyerupai waktu transmisi dari 32 byte ditambah dengan beberapa extra waktu pengaturan dalam Access Point, maka S0 selalu lebih besar dua kali dari r. S0 akan selalu lebih besar dari waktu transmisi dari 40 byte dari payload IP ditambah diatas lapisan link, yang dihitung untuk lebih dari 2r pada keduanya, downlink maupun uplink. Maka, S 0 > 1.875 ⇔ S 0 − 1.875r > 0

(4.9)

Mengetahui Persamaan 4.9 dan Persamaan 4.8 selalu positif. Dari analisa ini kita menyimpulkan bahwa ba secara terus menerus mempengaruhi P. Sebagai akibatnya, adaptive bandwidth dari Access Point mempengaruhi perpindahan pertambahan bagian kecil dari IP payload. Maka, ba dibatasi dengan batas atas ba (sebagai fungsi dari payload IP yang terbesar) dan batas bawah ba (sebagai fungsi terkecil dari IP payload).

4.5

Perhitungan Adaptive Bandwidth

Dari berbagai pendekatan yang dijabarkan pada rumus-rumus yang dihasilkan, dapat dilakukan perhitungan dengan metode Adaptive Bandwidth. Perhitungan ini menggunakan beberapa data, yaitu : Misalkan :

P = 1480 byte S0 = 894 µs [12]


Maka ba = ? (downlink) Untuk downlink P = 1480 byte → Sn = 2089µs [12], maka : P − 8B [11] 32 B 1480 − 8 = 32 = 46

n=

Nilai r diperoleh melalui Persamaan 3.3 : Sn

= S o + (n − 1) r

2089 = 894 + (46 − 1)r 2089 − 894 r = 45 = 25.98μs

Sehingga, ba = 244.14 = 244.14

( P + 20) ( r.P + 32.S 0 − 40.r )

(1480 + 20) [(25.98 x1480) + (32 x894) − (40 x25.9)]

1500 66019.2 = 5.47 Mbps = 244.14

Hasil perhitungan Adaptive Bandwidth dari beberapa IP payload pada dua jenis Access Point yaitu WavePOINT-II (AP 1) dan AP-2000 (AP 2) dapat ditunjukkan pada Tabel 4.1.


Tabel 4.1 Hasil Perhitungan pada WavePOINT II (AP1) dan AP 2000 (AP2) AP1 Adaptive Bandwidth (Mbps) Downlink Uplink 0.51 3.01 1.25 4.69 1.99 5.48 3.11 6.16 5.47 6.71

IP Payload (Bit) 40 138 264 520 1480

AP2 Adaptive Bandwidth (Mbps) Downlink Uplink 0.46 2.67 1.05 4.39 1.57 4.51 2.26 5.62 3.36 6.1

Gambar 4.2 menunjukkan dua titik dari persamaan adaptive bandwidth downlink dinyatakan pada 2 AP yang berbeda : Lucent WavePOINT- II dan Lucent AP2000. AP1 Downlink

AP2 Downlink

Adaptive Bandwidth (Mbps)

6 5 4 3 2 1 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

IP Payload (Byte)

Gambar 4.2 Grafik Adaptive Bandwidth Downlink

Gambar 4.3 menunjukkan titik untuk AP yang sama tetapi untuk solusi analisa adaptive bandwidth uplink.


Adaptive Bandwidth (Mbps)

AP1 Uplink

AP2 Uplink

8 7 6 5 4 3 2 1 0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

IP Payload (Byte)

Gambar 4.3 Grafik Adaptive Bandwidth Uplink Kedua Grafik menunjukkan perbandingan yang ada antara dua Access Point dengan membandingkan IP payload dan Adaptive Bandwidth dari kedua Access Point


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

Dari hasil perhitungan adaptive bandwidth dengan solusi analisa untuk uplink dan downlink dapat diambil kesimpulan : 1. Adaptive Bandwidth merupakan bandwidth dari model link yang beradaptasi pada payload yang berbeda. 2. Adaptive Bandwidth (ba) secara terus menerus mempengaruhi IP payload, maka perlu dibatasi dengan batas atas ba (sebagai fungsi dari IP payload yang terbesar) dan batas bawah ba (sebagai fungsi terkecil dari IP payload). 3. Lucent WavePOINT II menunjukkan kurva yang lebih tinggi untuk adaptive bandwidth uplink dan downlink, hasil ini memperlihatkan bahwa performansi Lucent WavePOINT II lebih baik jika dibandingkan dengan AP2000.

5.2

Saran

Analisis kinerja WLAN Access Point dapat dibahas lebih mendalam, dengan mempertimbangkan pengaruh-pengaruh yang diabaikan pada Tugas Akhir ini.


DAFTAR PUSTAKA 1. Forouzan, Behrouz A, 2001. “Data Communication and Networking”, 2nd Ed, McGrawHill, Boston. 2. Forouzan, Behrouz A, 2001. “TCP/IP PROTOCOL - Protocol Suite”, McGrawHill, Boston. Hal 21-27. 3. Stalling, William, 2002. “Komunikasi Data dan Komputer : Jaringan Komputer”, edisi pertama, Salemba Teknika, Jakarta 4. Gast, Matthew, 2002. “802.11 Wireless Network : The Definitive Guide”, O’Reilly 5. Mulyana, Edi S, 2005. “Pengenalan Protokol Jaringan Wireless Komputer”, Andi, Yogyakarta. 6. Jhonsen, Jhon Edison, ST, 2005. “Membangun Wireless LAN”, PT. Elex Media Kompetindo 7. Daryanto, Tri, S. Kom. “Perluasan Aplikasi Local Area Network dengan Wireless Local Area Network”, Universitas Budi Luhur. Hal 2-4 8. Wiki,

Answer

Community.

“Wireless

Access

Point”,

http://www.answers.com/topic/wireless-access-point. 2004 9. Komdat 6. “WLAN Indoor”. 10. Lai, Kevin dan M. Baker, 2000. Measuring Link Bandwidth Using a Deterministic Model of Packet Delay,in proceedings of ACM SIGCOMM’00, vol 30, no.4, pp 283-294. 11. Al Khatib, Iyad, 2003. Wireless LAN Access Points as Links with Adaptive Bandwidth : Throughput and Feedback Control, IEEE Journal on Select Areas in Communications, pp 754-760. 12. Maguire, Gerald Q, R. Ayani, dan D. Forsgren, 2002. Wireless LAN Access Points as Queuing System : Performance Analysis and Service Time, IEEE Journal to appear in SigMobile’s Mobile Computing and Communication Review.


TUGAS AKHIR ANALISIS KEBUTUHAN LEBAR PITA WIRELESS LOCAL AREA NETWORK ACCESS POINT (WLAN-AP) DENGAN METODE ADAPTIVE BANDWIDTH

Recommend Documents